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S7700, S7900, S9700 V200R011C10 配置指南-可靠性

本文档针对设备可靠性业务,主要包括BFD配置、DLDP配置、VRRP配置、Smart Link和Monitor Link配置、EFM配置、CFM配置、Y.1731配置和MAC Swap配置。
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VRRP工作原理

VRRP工作原理

VRRP状态机

VRRP协议中定义了三种状态机:初始状态(Initialize)、活动状态(Master)、备份状态(Backup)。其中,只有处于Master状态的设备才可以转发那些发送到虚拟IP地址的报文。

表3-2  VRRP协议状态

状态

说明

Initialize

该状态为VRRP不可用状态,在此状态时设备不会对VRRP报文做任何处理。

通常刚配置VRRP时或设备检测到故障时会进入Initialize状态。

收到接口Up的消息后,如果设备的优先级为255,则直接成为Master设备;如果设备的优先级小于255,则会先切换至Backup状态。

Master

当VRRP设备处于Master状态时,它将会做下列工作:
  • 定时(Advertisement Interval)发送VRRP通告报文。
  • 以虚拟MAC地址响应对虚拟IP地址的ARP请求。
  • 转发目的MAC地址为虚拟MAC地址的IP报文。
  • 如果它是这个虚拟IP地址的拥有者,则接收目的IP地址为这个虚拟IP地址的IP报文。否则,丢弃这个IP报文。
  • 如果收到比自己优先级大的报文,立即成为Backup。
  • 如果收到与自己优先级相等的VRRP报文且本地接口IP地址小于对端接口IP,立即成为Backup。

Backup

当VRRP设备处于Backup状态时,它将会做下列工作:
  • 接收Master设备发送的VRRP通告报文,判断Master设备的状态是否正常。
  • 对虚拟IP地址的ARP请求,不做响应。
  • 收到目的IP地址为虚拟IP地址的IP报文时按照正常二层转发流程进行处理。
  • 如果收到比自己优先级小的报文时,默认立刻升主,如果配置了不抢占,则重置定时器,如果配置了抢占延迟,则重置定时器,待抢占延迟到期再升主;收到比自己优先级高的报文时,重置定时器;如果收到优先级和自己相同的报文,则重置定时器,不进一步比较IP地址。

    Master_Down_Interval定时器:Backup设备在该定时器超时后仍未收到通告报文,则会转换为Master状态。计算公式如下:Master_Down_Interval=(3* Advertisement_Interval) + Skew_time(偏移时间)。其中,Skew_Time=(256–Priority)/256。

  • 如果收到比自己优先级小的报文且该报文优先级不是0,丢弃报文,立刻成为Master;如果收到报文优先级是0,定时器时间设置为Skew_time(偏移时间)。

VRRP工作过程

VRRP的工作过程如下:

  1. VRRP备份组中的设备根据优先级选举出Master。Master设备通过发送免费ARP报文,将虚拟MAC地址通知给与它连接的设备或者主机,从而承担报文转发任务。
  2. Master设备周期性向备份组内所有Backup设备发送VRRP通告报文,以公布其配置信息(优先级等)和工作状况。
  3. 如果Master设备出现故障,VRRP备份组中的Backup设备将根据优先级重新选举新的Master。
  4. VRRP备份组状态切换时,Master设备由一台设备切换为另外一台设备,新的Master设备会立即发送携带虚拟路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP地址信息的免费ARP报文,刷新与它连接的主机或设备中的MAC表项,从而把用户流量引到新的Master设备上来,整个过程对用户完全透明。
  5. 原Master设备故障恢复时,若该设备为IP地址拥有者(优先级为255),将直接切换至Master状态。若该设备优先级小于255,将首先切换至Backup状态,且其优先级恢复为故障前配置的优先级。
  6. Backup设备的优先级高于Master设备时,由Backup设备的工作方式(抢占方式和非抢占方式)决定是否重新选举Master。

    • 抢占模式:在抢占模式下,如果Backup设备的优先级比当前Master设备的优先级高,则主动将自己切换成Master。

    • 非抢占模式:在非抢占模式下,只要Master设备没有出现故障,Backup设备即使随后被配置了更高的优先级也不会成为Master设备。

由此可见,为了保证Master设备和Backup设备能够协调工作,VRRP需要实现以下功能:
  • Master设备的选举。
  • Master设备状态的通告。
下面将从上述两个方面详细介绍VRRP的工作过程。
  • Master设备的选举

    VRRP根据优先级来确定虚拟路由器中每台设备的角色(Master设备或Backup设备)。优先级越高,则越有可能成为Master设备。

    初始创建的VRRP设备工作在Initialize状态,收到接口Up的消息后,如果设备的优先级为255,则直接成为Master设备;如果设备的优先级小于255,则会先切换至Backup状态,待Master_Down_Interval定时器超时后再切换至Master状态。首先切换至Master状态的VRRP设备通过VRRP通告报文的交互获知虚拟设备中其他成员的优先级,进行Master的选举:
    • 如果VRRP报文中Master设备的优先级高于或等于自己的优先级,则Backup设备保持Backup状态。

    • 如果VRRP报文中Master设备的优先级低于自己的优先级,采用抢占方式的Backup设备将切换至Master状态,采用非抢占方式的Backup设备仍保持Backup状态。

    • 如果多个VRRP设备同时切换到Master状态,通过VRRP通告报文的交互进行协商后,优先级较低的VRRP设备将切换成Backup状态,优先级最高的VRRP设备成为最终的Master设备;优先级相同时,VRRP设备上VRRP备份组所在接口主IP地址较大的成为Master设备。

    • 如果创建的VRRP设备为IP地址拥有者,收到接口Up的消息后,将会直接切换至Master状态。

  • Master设备状态的通告

    Master设备周期性地发送VRRP通告报文,在VRRP备份组中公布其配置信息(优先级等)和工作状况。Backup设备通过接收到VRRP报文的情况来判断Master设备是否工作正常。
    • 当Master设备主动放弃Master地位(如Master设备退出备份组)时,会发送优先级为0的通告报文,用来使Backup设备快速切换成Master设备,而不用等到Master_Down_Interval定时器超时。这个切换的时间称为Skew time,计算方式为:(256-Backup设备的优先级)/256,单位为秒。
    • 当Master设备发生网络故障而不能发送通告报文的时候,Backup设备并不能立即知道其工作状况。等到Master_Down_Interval定时器超时后,才会认为Master设备无法正常工作,从而将状态切换为Master。其中,Master_Down_Interval定时器取值为:3×Advertisement_Interval+Skew_time,单位为秒。
    说明:

    在性能不稳定的网络中,网络堵塞可能导致Backup设备在Master_Down_Interval期间没有收到Master设备的报文,Backup设备则会主动切换为Master。如果此时原Master设备的报文又到达了,新Master设备将再次切换回Backup。如此则会出现VRRP备份组成员状态频繁切换的现象。为了缓解这种现象,可以配置抢占延时,使得Backup设备在等待了Master_Down_Interval后,再等待抢占延迟时间。如在此期间仍没有收到通告报文,Backup设备才会切换为Master设备。

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更新时间:2019-04-17

文档编号:EDOC1000178275

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